Einführung in die Meereskunde

Das Meer ist eine zusammenhängende, reich gegliederte Wassermasse, die rund 71% der Erdoberfläche bedeckt. 31,7 % des Weltmeeres sind zwischen 4000 – 5000 Meter tief. Die tiefste Stelle mit etwa 11‘000 m Meerestiefe liegt im Marianengraben, einer Tiefseerinne im Pazifik. Flache Meeresregionen liegen dagegen meist auf dem Schelf (Flachmeere, wie z. B. der grösste Teil der Nordsee). Die Meeresflora produziert ungefähr 70% des in der Erdatmosphäre vorhandenen Sauerstoffs.

Das Meer hat insgesamt ein Volumen von 1,358 Mrd. km³ und damit einen Anteil von rund 97 % am Weltwasservorkommen. Nur etwa 3 % des gesamten Wasservorrates auf der Erde ist Süsswasser.

Die Weltmeere

Häufig werden sieben Weltmeere aufgeführt:

1. der Atlantische Ozean (Atlantik),
2. der Indische Ozean (Indik),
3. der Pazifische Ozean (Pazifik, Stiller Ozean oder Grosser Ozean),
4. der Arktische Ozean (Nordpolarmeer),
5. das Amerikanische Mittelmeer (Karibisches Meer und Golf von Mexiko),
6. das Australasiatische Mittelmeer (begrenzt von den Sunda-Inseln, Australien, Neuguinea, den Philippinen und dem asiatischen Festland),
7. und das Europäische Mittelmeer.

Das Salz im Meer

Meerwasser ist wegen des hohen Salzgehaltes von rund 3,5 % für den Gebrauch als Trink- und Bewässerungswasser nicht direkt geeignet. Eine gesättigte Kochsalzlösung enthält 35,6 % (356 g Natriumchlorid /kg Wasser bei 25 °C). Meerwasser hat im Schnitt 3.5% Kochsalz gelöst, das sind 35g Salz pro Liter Wasser.

Tabelle: Vergleich der Salinität der verschiedenen Meere

Finnischer und Bottnischer Meerbusen	0,1 %
Ostsee	0,8 %
Kieler Bucht	1,5 %
Schwarzes Meer	1,75 %
Pazifik	3,45 %
Indischer Ozean	3,48 %
Nordsee	3,5 %
Atlantik	3,54 %
Mittelmeer	3,74 %
Persischer Golf	4 %
Rotes Meer	4 %
Totes Meer	28 %

Der Salzgehalt der verschiedenen Meere ist unterschiedlich. Findest Du heraus, warum das sein könnte?

Im Toten Meer kann man sich reglos ins Wasser legen und Zeitung lesen. Warum? Das Wasser dort hat eine Dichte von ca. 1,240 kg/l.

 

 

Gewinnung von Meersalz in Salinen

Wohl seit Urzeiten holten Menschen mit Salzgärten den begehrten Stoff aus dem Meerwasser. Dafür legten sie flache Becken mit Meerwasser an: Die Kraft der Sonne lässt das Wasser langsam verdunsten.

Alle im Meerwasser befindlichen Ionen kristallisieren dabei in Form von Ionenverbindungen entsprechend deren Löslichkeiten nacheinander aus. Hier die häufigeren Salze des Meerwassers:

Dabei fällt zunächst das unerwünschte Kalziumsulfat (Gips) aus. In nachfolgenden Becken kristallisiert dann das fast reine Natriumchlorid (NaCl) aus. Vor der völligen Verdunstung des Wassers wird das als Speisesalz genutzte Natriumchlorid abgeschöpft und getrocknet. Geringfügige Beimengungen anderer Salze und Verunreinigungen beispielsweise durch Tonerde lassen sich nicht verhindern.

Fleur de Sel nennt man die oberste Salzschicht eines Salzhaufens. Sie ist eine besondere Spezialität.

Ebbe und Flut – die Gezeiten

Gezeiten sind periodische Schwankungen des Meeresspiegels zweimal pro Tag, die an den Küsten beobachtet werden können. Das Ansteigen wird als Flut bezeichnet, der Höchststand des Meeresspiegel Hochwasser und das Fallen des Meeresspiegels Ebbe. Der niedrigste Stand des Meeresspiegels ist das Niedrigwasser. Die Differenz zwischen Hochwasser und Niedrigwasser wird als Tidenhub bezeichnet.

 

Die zeitliche Abfolge von Ebbe und Flut ist durch die Zeit eines halben ,,Mondtages“ bestimmt. Der ,,Mondtag“ unterscheidet sich von dem 24-Stunden Tag dadurch, dass der Mond der Erdumdrehung vorauseilt, und zwar in 28 Tagen um eine volle Umdrehung. Daher beträgt die Verspätung der nächsten Mondkulmination gegen die vorhergehende um 24/28 Stunden, also etwa 50 Minuten. Die Periode der Gezeiten (Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Hochwassern bzw. Niedrigwassern) beträgt also 12 Stunden und 25 Minuten.

Extremer Tidenhub in der Bay of Fundy

Je nach der Beschaffenheit der Küste und des Meeresbodens gibt es zeitliche Abweichungen von dieser Periode und verschiedene Tidenhübe (Differenz zwischen Hoch- und Niedrigwasser). An trichterförmigen Flussmündungen treten teils grosse Tidenhübe bis zu 13 m durch das Aufstauen des Wassers auf. Extrem ist es in der Bay of Fundy in Kanada, wo 1969 ein maximaler Tidenhub von über 20 Metern gemessen wurde.

Im ungestörten Ozean liegt der mittlere Tidenhub bei etwa 60 cm.

Darüber hinaus zeigt der Tidenhub einen monatlichen Gang so, dass er bei Voll- und Neumond maximal ist (Springtide) und zweimal im Monat, jeweils bei Halbmond, ein Minimum annimmt.

Es zeigt sich ein jahreszeitlicher Gang: die Springtiden sind um die Zeit der Frühjahrs- und Herbst-Tagundnachtgleiche besonders hoch. Diese Erscheinungen lassen sich aus den Gezeitenkalendern ablesen.

Gezeitenkalender

Quelle: https://de.tideschart.com/France

Physikalische Erklärung der Gezeiten

Der Mond übt eine Gravitationskraft auf das bewegliche Wasser aus, die Erdbewegung übt dagegen eine Fliehkraft auf das Wasser aus.

Wenn Mond und Sonne in einer Linie stehen (Neumond), dann wird die Gravitationskraft noch grösser. Das Resultat sind die Springtiden.

Wellen – Monsterwellen – Tsunamis

Entsprechende Seiten findest Du auf meinstein.ch

Zu Monsterwellen schau hier.

Zu Tsunamis gibt es hier einen Text.

Meeresströmungen

Im Meer gibt es Strömungen und Strömungssysteme, die ein recht stabiles System bilden. Auf dem Atlantik ist der Golfstrom wichtig.

Die ersten Seefahrer, die den Atlantik überquert hatten, standen nach ihrer Rückkehr vor einem Rätsel: Warum war ihr Schiff auf der Strecke von Amerika nach Europa schneller als umgekehrt? Heute kennen wir die Lösung: Eine Meeresströmung im Nordatlantik trieb das Schiff auf dem Weg nach Europa an – der Golfstrom.

Was ist der Golfstrom?

Ohne den Golfstrom wäre die Nordsee monatelang vereist ähnlich wie die Hudson Bay in Kanada, die auf demselben Breitengrad liegt. Er ist die Zentralheizung Europas und liefert uns etwa so viel Energie, wie eine Million Kraftwerke.

Der Golfstrom ist Teil eines grossen Förderbandes im Atlantik, das von der Südküste Afrikas über den Golf von Mexiko bis zum Nord Atlantik reicht. Diese oberflächennahe Meeresströmung fliesst zunächst entlang der US-Ostküste und dann von Westwinden in Richtung Atlantik angetrieben.

Vor Europa verzweigt sich der Strom unter anderem in den Nordatlantik-Strom, der warmes Wasser bis nach Norwegen führt.

Auf dem Weg nach Norden erwärmt das äusserst salzhaltige und warme Wasser die Atmosphäre und kühlt sich dabei ab. Die Kälte und der hohe Salzgehalt lassen das Wasser schwerer werden. Es sinkt vor der Küste Grönlands und dem Nordmeer nach unten von dort fliesst es dann in der Tiefe wieder zurück nach Süden. Durch diesen Abfall des Wassers entsteht eine Sogwirkung, die den Golfstrom überhaupt erst möglich macht.

Beeinflusst der Klimawandel den Golfstrom?

Wenn die Polkappen abschmelzen, dann könnte sich der Salzgehalt des Meeres so stark verringern, dass das Wasser nicht mehr schwer genug ist, um abzusinken. Im schlimmsten Fall kommt der Golfstrom sogar komplett zum Erliegen.

Ob sich die Meeresströmung bereits in den vergangenen Jahrzehnten verändert hat, können die Messungen jetzt noch nicht aufzeigen. Forscher aber gehen davon aus, dass sich die Zirkulation mit dem Klimawandel abschwächen wird. Dies hätte nicht nur katastrophale Folgen für das Klima Europas, sondern für das gesamte marine Ökosystem.

Neben Wärme transportiert der Golfstrom auch Meerestiere.

Die vertikale Schichtung des Meeres

 

Bis 200m: Epipelagial (Lichtzone)

200 bis 1000m: Mesopelagial (Dämmerungszone)

 

1000 bis 4000 m: Bathypelagial (Mitternachtszone)

 

4000 bis 6000 m: Abyssopelagial (Abgrund-Zone)

6000 – 11’000 m: Hadopelagial (Tiefseegraben)

Das Meer als Lebensraum von Tieren und Pflanzen

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Die Tiefsee und seine Ungeheuer

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Fischerei und Überfischung – Gedanken zur Nachhaltigkeit

Gefischt werden in der Seefischerei eine relativ kleine Anzahl von Fischen wie Heringe und den Dorsch (Kabeljau). Wirtschaftlich wichtig sind auch Makrelen und Thunfisch.

Gefangen werden auch wirbellose Tiere wie Weichtiere und Krebse. Sie machen aber einen kleinen Anteil aus. Wirtschaftlich bedeutende Weichtiere sind Austern, Miesmuscheln und Kamm-Muscheln. Die zahlreichen befischten Grosskrebsarten wie Hummer, Langusten, Kaisergranat und Schmalhummer gelten alle als Delikatessen, ebenso Krabben und Garnelen (siehe dazu Krabbenfischerei).

Auch der Fang von Meeressäugern (Walen) gehört zur Fischerei. Walfang wird heute jedoch nur noch von wenigen Ländern wie Japan betrieben.

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Schifffahrt – Das Meer als Transportweg

Die Seeschifffahrt wird mit verschiedenen Typen von Frachtschiffen betrieben. Diese haben folgende Anteile am Schiffsmarkt: Massengutfrachter (55 %), Tanker (27 %), Containerschiffe (14 %), Gastanker (2 %) und Andere (2 %). Massengutfrachter (auch Bulkcarrier oder Schüttgutfrachter genannt) transportieren hauptsächlich Eisenerz, Kohle, Getreide, Bauxit, Phosphat, Zement, Zucker, Reis, Schrott und Stahl. Die Tanker werden in Rohöltanker, Produktentanker (für raffinierte Produkte), Chemietanker und Flüssiggastanker unterteilt.

Wasser ist beim weltweiten Handel der leistungsfähigste Transportweg. Die grössten beweglichen Bauwerke der Menschheit sind Schiffe. Sie können grosse Gütermengen mit wenig Personal und geringem Aufwand befördern.

Eine leistungsfähige Seeschifffahrt ist Voraussetzung für die Globalisierung. Arbeitsteilige Volkswirtschaften sind in starkem Masse vom überseeischen Handel abhängig. So hat sich der Handelsverkehr auf den Meeren von 1992 bis 2012 vervierfacht.

Über 90’000 Schiffe unterschiedlicher Grösse sind auf den Weltmeeren gleichzeitig unterwegs. Die Flotte setzt sich aus unterschiedlichen Schiffstypen zusammen: Frachtschiffe (Containerschiffe, Öl-, Gas und Chemikalientanker, Bulker, d.h. Schüttgutfrachter für Erz, Kohle, Bauxit, Phosphat, Zement, Getreide oder anderes), Passagierschiffe (Fähren und Kreuzfahrtschiffe) sowie Serviceschiffe (z.B. Schlepper, Offshore-Versorgungsschiffe). Fischereischiffe sind in dieser Statistik nicht enthalten.

Der Container als universelle Transporteinheit

Standardcontainer: Hat ein Schiff beispielsweise eine Kapazität von 1500 TEU, so kann es 1500 Standardcontainer mit einer Länge von 20 Fuss (1 Fuss = 0,30479 Meter) aufnehmen.

Ein standardisierter 20-Fuss-Seecontainer ist im Inneren 5,90 Meter lang und 2,35 Meter breit. Die Höhe beträgt 2,39 Meter. Damit ergibt sich eine innere Grundfläche von 13,87 Quadratmetern. Ein 40-Fuss-Container bietet ein Innenmass von 12,03 Metern mal 2,35 Metern.

Der wichtigste und bekannteste Containertyp ist der 40′-Container für die Handelsschifffahrt mit den Massen 12,192 m × 2,438 m × 2,591 m (L×B×H). Von diesem Containertyp nach ISO 668 (freight container) sind über 15 Millionen im Verkehr.

Schiffsrouten und Seewege

Weltweit gibt es unzählige Wasserstrassen und Kanäle, die Ozeane und Meere miteinander verbinden. Es sind zum Teil von Menschenhand geschaffene Kanäle, aber auch Meerengen, die durch die Geographie der Region vorgegeben sind. Für den internationalen Handel und Warentransport kommt vielen dieser Wasserstrassen durch ihre Lage oder die Enge eine ganz besondere strategische Bedeutung zu. Deswegen unterliegen sie seit Jahrhunderten internationalem Recht. Zuletzt wurde im Jahr 1982 das Seerechtsübereinkommen der Vereinten Nationen unterschrieben und 1994 schliesslich ratifiziert, welches die Passage für Schiffe aller Nationen garantiert.

Die Äquatorial-Route

Weltweit gibt es unzählige Wasserstrassen und Kanäle, die Ozeane und Meere miteinander verbinden. Die Hauptroute für die internationale Schifffahrt ist die äquatoriale Route (in der Abbildung oben rot), welche durch den Panama-Kanal, Gibraltar, Suezkanal, Bab el Mandab und die Strasse von Malakka führt.

Der Panamakanal

Mit 82 Kilometern Länge ist der Panamakanal der längste künstliche Kanal der Welt. Er führt in Mittelamerika durch die engste Stelle von Panama und verbindet den Atlantik mit dem Pazifik. Das erspart die längere Strecke über die Magellanstrasse oder auch die gefährliche Strecke um Kap Hoorn. Etwa 5% Prozent des weltweiten Seefrachtverkehrs gehen durch den Panamakanal.

Die grösste Bedeutung hat der Panamakanal für Warentransporte zwischen der West- und der Ostküste der USA, aber auch für den Handel zwischen Asien und der US-amerikanischen Ostküste. 2/3 aller in den USA umgeschlagenen Waren werden durch den Panamakanal transportiert. Für China liegt diese Ziffer bei einem Viertel, für Japan bei einem Sechstel.

Die Strasse von Gibraltar

Diese Meerenge ist im Norden von spanischem Festland sowie der Britischen Kronkolonie Gibraltar und auf der Südseite von Marokko und der spanischen Exklave Ceuta umsäumt.

Sie verbindet den Atlantik mit dem Mittelmeer und ist dadurch eine der meist befahrenen Wasserstrassen der Welt, die täglich von rund 300 Schiffen frequentiert wird.

Die Strasse hat eine Länge von etwa 60 Kilometern und ist an ihrer schmalsten Stelle nur 14 Kilometer, an der breitesten Stelle 44 Kilometer breit. Das knapp anderthalb Meter niedrigere Niveau des Mittelmeers sorgt für einen ständigen ostwärts gerichteten Wasserstrom an der Oberfläche. In Kombination mit den meist westlichen Winden, die sich in der Meerenge noch verstärken, machte dies die Strasse von Gibraltar lange zu einer schwer schiffbaren Wasserstrasse.

Sueskanal / Suezkanal

Gut ein Zehntel des globalen Seehandels läuft durch den Suezkanal, der West und Ost, Europa, Asien und Teile Afrikas verbindet. Seit 1869 verbindet er das Mittelmeer mit dem Roten Meer und verkürzt seitdem die Passage enorm: Statt 21’770 km bei der Fahrt um Afrika (Kap der guten Hoffnung) herum legt man zwischen Rotterdam und Singapur durch den Sueskanal nur noch 15’336 km zurück.

Auf der gesamten Länge von gut 193 km ist der Sueskanal schleusenfrei. Laut der Konvention von Konstantinopel (1888) ist allen Schiffen aller Staaten, Handels- aber auch Kriegsschiffen, die Durchfahrt erlaubt und zwar zu Friedens- und zu Kriegszeiten.

Die Strasse von Malakka

Vom Indischen Ozean und der Andamanensee führt die Strasse von Malakka zwischen Malaysia und Indonesien nach Singapur und dem Südchinesischen Meer. Auf einer Länge von rund 800 Kilometern und einer Breite zwischen 50 und 300 Kilometern wird sie täglich von ungefähr 2000 Schiffen durchfahren, die 20-25% des globalen Seefrachtvolumens befördern. Darüber hinaus ist sie wichtiges Nadelöhr für einen schnelleren Transport von Erdöl und Erdgas aus der Golfregion in Richtung China, Japan und Südkorea. In der Vergangenheit war die Strasse von Malakka aufgrund des hohen Schiffverkehrsaufkommens immer wieder Schauplatz für Piratenangriffe. Seit einigen Jahren ist die Route recht sicher.

Strasse von Hormus (Hormuz)

Vor allem für den Transport von Erdöl und Erdgas ist die Strasse von Hormus im Welthandel und in der Weltpolitik von herausragender Bedeutung. Sie verbindet den Persischen Golf mit dem Golf von Oman, dem Arabischen Meer und schliesslich dem Indischen Ozean, wodurch der Seeweg nach Asien frei ist. Täglich durchlaufen 17,4 Millionen Barrel Erdöl auf Tankern die Strasse von Hormus, 85% davon gehen nach Asien, vor allem China, Japan, Südkorea und Indien. Die Fahrrinnen sind pro Richtung nur 3 km breit, was eine strenge Koordination der Schifffahrt notwendig macht.

Vom Mittelmeer ins Schwarze Meer: Der Bosporus

Der Weg zwischen der Ägäis und dem Schwarzen Meer läuft immer über diese Route. Gleichzeitig trennen diese Meerengen Europa von Asien. Für die Anrainerstaaten des Schwarzen Meeres Russland, die Ukraine, Georgien, die Türkei, Bulgarien und Rumänien stellen sie den Zugang zum Mittelmeer und damit zum internationalen Seehandel dar. Mittlerweile werden neben Agrarprodukten und Industriegütern auch in steigendem Masse Erdöl und Erdgas transportiert. Die Passage durch den Bosporus, der von der Stadt Istanbul umgeben wird, ist an der schmalsten Stelle nur 700 Meter breit.

Die Magellanstrasse vermeidet das gefährliche Kap Hoorn

Am äussersten Zipfel von Südamerika windet sich auf einer Länge von 570 Kilometern die Magellanstrasse mit zahlreichen Seitenarmen durch Inseln hindurch und trennt das südamerikanische Festland von Feuerland und anderen Inseln. Gleichzeitig verbindet sie den Pazifik und den Atlantik. Seit 1881 gehört sie zu chilenischem Hoheitsgebiet. Zwar hat ihr der Panamakanal, der seit 1914 die Umrundung des Kap Hoorn unnötig macht, den Rang genommen, aber immer noch wird die Magellanstrasse von vielen Schiffen befahren und bietet vor allem Chile, das ansonsten nur Pazifikküste vorweist, direkten Zugang für Handelstransporte über den Atlantik nach Europa. Die geologischen Gegebenheiten bieten den durchfahrenden Schiffen sichere Fahrt im Vergleich zur gefährlichen Strecke um Kap Hoorn; einen weiteren Beitrag dazu leisten die 41 Leuchttürme, die in der Magellanstrasse installiert sind.

Bodenschätze im Meer

Erdölvorkommen im Meer

Kobalt, Mangan etc.

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Eisberge, Polkappen und Gletscher

Eisberge ragen nur etwa 1/7 (14%) ihrer Masse über dem Wasser.

Eis ist immer Süsswasser, es hat kein Salz im gefrorenen Wasser. Wegen der Eiskristalle ist Eis rund 10% leichter als Süsswasser, es hat eine Dichte von 0.91g/cm³.

Salzwasser ist noch schwerer als Süsswasser. Seine Dichte liegt bei 1,025 kg/l bei 25 °C und sie steigt proportional zum Salzgehalt. Meerwasser ist also rund 3% schwerer als Süsswasser.

Eisberge werden häufig als Süsswasser-Spender genutzt: Sie werden von Schiffen gefangen und an der Küste zerlegt.

In den Polkappen und Gletschern sind rund 28 Millionen Kubikkilometer Eis (=Süsswasser) gespeichert.

Depressionen

Der Meeresspiegel ist für uns die Referenz für die Höhe eines Ortes. Wir sprechen von Meter über Meer. An einigen Orten auf der Erde aber gibt es Senken, wo Land unter dem Meeresspiegel liegt. Man nennt dies Depressionen.

Die tiefsten Depressionen

• Jordantal mit dem Toten Meer (Spiegel derzeit −425 m, Boden bis −800 m) an tiefster Stelle
• See Genezareth (Süsswasser, Spiegel bei −212 m),
• der Assalsee in Dschibuti (Spiegel bei mind. −155 m),
• die zentralasiatische Turfan-Senke mit dem Aydingkol-See (Spiegel bei −155 m),
• in Ägypten die Qattara-Senke (−133 m) und
• das Fayyum-Becken mit dem Qarun-See (Spiegel −42 bis −45 m),
• im Afar-Dreieck die Koba-Senke (−115 m) und
• die Danakil-Depression (−110 m),
• die Laguna del Carbón (Spiegel −105 m) in Argentinien,
• das amerikanische Death Valley (Badwater −85,5 m),
• die Kaspische Senke mit dem Kaspischen Meer (Spiegel derzeit bei −28 m, Boden bis −1.023 m),
• in Tunesien das Chott el Gharsa (−17 m) und
• in Australien der Eyre-See, Spiegel −11 m (9.500 km²) bis −17 m (leer).

Das Meer und die Klimaerwärmung

Durch die gegenwärtige Klimaerwärmung steigt der Meeresspiegel. Zwischen 1901 und 1990 stieg der Pegel weltweit um 1.4 Millimeter pro Jahr, also 15 Zentimeter. Zwischen 2006 und 2015 war der Anstieg schon 3.6 Millimeter pro Jahr. Je nach Szenario wird der Meeresspiegel um mindestens 1 bis 2 Meter ansteigen. Schmilzt das Eis der Antarktis steigt der Meeresspiegel um fast 60 Meter.

An den Küsten der Erde, in ihrer direkten Umgebung oder auf kleinen Inseln leben weltweit rund 680 Millionen Menschen. Ein Teil von ihnen ist schon heute unmittelbar betroffen, so viele Bauern in Bangladesch, die wegen des eindringenden Meerwassers Brunnen und ganze Ländereien aufgeben müssen. Bewohner von tief liegenden Inselstaaten wie Kiribati, Tuvalu, Fidschi und der überwiegende Teil der Malediven-Atolle erhebt sich weniger als einen Meter über den Meeresspiegel. Damit sind sie alle direkt gefährdet. Vielerorts sind Umsiedlungen geplant. Ob Bauern allerdings Geld haben, um ein Stück Land kaufen zu können, ist fraglich.

Ursachen des ansteigenden Meeresspiegels

Dass durch höhere Temperatur mehr Schnee und Eis schmilzt, ist leicht verständlich. Dies erklärt 70% des Anstiegs. Die restlichen 30% werden durch die Ausdehnung des Wassers aufgrund der höheren Temperatur verursacht.

Wirkung der Temperaturen auf Korallen

Korallenriffe sind Orte sehr grosser Diversität. Nicht umsonst pilgern Massen von Tauchern zu den schönsten Korallenriffen und erfreuen sich an den Farben und Formen der Bewohner dort.

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