SK-ZAG

Zudem haben sie den Bedarf an Forschungsschiffen für die marine Grundlagenforschung erfasst. 2006 wurde nach einer Pause von 15 Jahren erstmals wieder ein großes Schiff in Dienst gestellt: das „Eisrandschiff” MARIA S. MERIAN. Als Ersatz von SONNE ist ein neues Schiff in der Planung. Als nächstes Schiff muss POSEIDON ersetzt werden, danach POLARSTERN und METEOR. Um den jetzigen Standard zu halten, müsste alle drei bis fünf Jahre ein neues Schiff in Fahrt gehen.

Mit AURORA BOREALIS könnte ein leistungsfähiger Eisbrecher entstehen, der das ganze Jahr über in der zentralen Arktis eingesetzt werden und Tiefseebohrungen in permanent eisbedeckten Becken durchführen kann. AURORA BOREALIS ist als europäisches Gemeinschaftsprojekt geplant.

Bohrgeräte sind wichtig, um den tieferen Untergrund als Speicher- und Nutzungsraum zu erkunden oder um Rohstoffe zu finden. Auch für Forschungszwecke sind sie unabdingbar. Nur durch Bohrungen und die dabei gewonnenen Bohrkerne ist es möglich, seismische Interpretationen zu überprüfen und ein dreidimensionales Bild des geologischen Untergrundes zu gewinnen. Im letzten Jahrzehnt wurden die kommerziellen Bohrtechniken revolutioniert. Schräge und horizontale Bohrungstechniken verdrängen zunehmend vertikale oder abgelenkte Bohrungen. Schon heute liegt das Bohrziel oft viele Kilometer neben dem Bohrturm. Bohrungen werden mehrfach abgelenkt und führen in Schlangenlinien zum Ziel.

Bohrungen sollen immer mehr Informationen liefern. Geo- und Ingenieurwissenschaften stellen daher immer höhere technische Ansprüche an Bohrgeräte, Bohrschiffe, Bohrtechniken und Bohrlochvermessungen. Forschung und Wirtschaft arbeiten nicht selten eng dabei zusammen, neue Technologien zu entwickeln und zu nutzen.

Ein hervorragendes Beispiel für ein Joint Venture zwischen Forschung und Industrie ist die Bohrplattform InnovaRig. Das Helmholtz-Zentrum Potsdam, Deutsches GeoForschungsZentrum, und das Unternehmen Herrenknecht haben diese Bohranlage gemeinsam entwickelt und finanziert. Dabei ist ein völlig neues Konzept für wissenschaftliche Tiefbohrungen entstanden. Die modular aufgebaute Bohranlage ist mobil und genügt unterschiedlichsten Anforderungen von Forschungsbohrungen oder industriellen Anwendungen.

Das Bohrgerät GLAD 800 wurde im Rahmen des kontinentalen Tiefbohrprogramms ICDP für die Untersuchung von Seesedimenten entwickelt. Es schwimmt auf seinen eigenen Transportcontainern.

Japan hat in den letzten Jahren das größte Forschungsbohrschiff der Welt, die CHIKYU für Tiefbohrungen im Meer gebaut. Die CHIKYU steht dem Internationalen Ozeanbohrprogramm IODP zur Verfügung. Im selben Programm operiert seit Jahrzehnten das Bohrschiff JOIDES RESOLUTION das inzwischen den modernsten wissenschaftlichen Ansprüchen angepasst wurde. Beide Schiffe sind einzigartig: Sie sind gleichzeitig schwimmende Bohrgeräte und Labors.

Andere, neu entwickelte Bohrgeräte ermöglichen Flachbohrungen am Meeresboden. Eine herausragende Position nimmt hier das in Bremen entwickelte Meeresbodenbohrgerät MeBo ein. MeBo kann in Wassertiefen bis 2.000 Meter eingesetzt werden und mit einem Seilkernverfahren bis zu 70 Meter lange Kerne gewinnen.

Schematische Zeichnung des Meeresboden-Bohrgerätes (MeBo)(Quelle: MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften, Universität Bremen)

Deutsche Forschungseinrichtungen sind bei der Entwicklung von Techniken für Eiskernbohrungen und Bohrlochvermessungen, das so genannte Logging, ebenfalls führend.

Der Einsatz von bemannten Tauchbooten hat sich in Deutschland bisher nicht durchgesetzt, obwohl Kapazitäten in einem gewissen Umfang vorhanden sind. Das Tauchboot Jago am Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IFM-GEOMAR) kann beispielsweise bis zu 400 Meter tief tauchen. Da unbemannte Tiefseeroboter mit Tauchtiefen bis zu 6.000 Meter schnell leistungsfähiger werden, ist es sinnvoller, auf unbemannte, kabelgeführte oder autonome Unter­wasserfahrzeuge zu setzen.

In den letzen Jahren haben Geowissenschaftler vermehrt ferngesteuerte oder autonom operierende Unterwasserfahrzeuge eingesetzt, so genannte ROVs (Remoteley Operated Vehicles) und AUVs (Autonomous Underwater Vehicles). Das DFG-Forschungszentrum Ozeanränder/ Excellenzcluster MARUM der Universität Bremen und das Leibniz-Institut für Meereswissenschaften IFM-GEOMAR in Kiel verfügen über die ferngesteuerten Tauchroboter MARUM-QUEST und KIEL 6000. Mit diesen ROVs nehmen die Forscher gezielt Proben in bis zu 6.000 Metern Tiefe, führen Vermessungsarbeiten durch und installieren Unterwassermessgeräte. Das autonome Unterwasserfahrzeug MOVE! des MARUM ist ein Beispiel für eine innovative Neuentwicklung.

Seit einigen Jahren werden auch autonome Unterwasserfahrzeuge, so genannte AUVs, eingesetzt, um den Meeresboden zu erforschen. Die AUVs werden an Bord programmiert und fahren unabhängig vom Schiff auf einem vorgegebenen Kurs. Sie können bisher unzugängliche Gebiete der Weltmeere aufsuchen, zum Beispiel unter dem Schelfeis. In der Umgebung von lokal operierenden Forschungsplattformen können sie routinemäßige Messungen durchführen. Besonders in der Küstenforschung werden sie eine zunehmend größere Bedeutung erhalten.

Forschungsflugzeuge und -hubschrauber stehen nur wenigen deutschen geowissenschaftlichen Forschungseinrichtungen zur Verfügung, und das selten dauerhaft. Das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) verfügt über eine Dornier DO228 (Polar 2) und seit Anfang Oktober 2007 über eine Basler BT-67 (Polar 5). Beide Forschungsflugzeuge werden für geowissenschaftliche Untersuchungen in der Arktis und Antarktis eingesetzt. Hubschrauber stehen für geowissenschaftliche Erkundungseinsätze nur in Einzelfällen zur Verfügung, zum Beispiel auf der Polarstern. Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) und einzelne Firmen setzen Helikopter für Erkundungen ein. Kapazitäten für die flugzeug- und satellitengestützte Fernerkundung werden auch durch das DLR bereitgestellt.

Ab Sommer 2009 steht mit dem Forschungsflugzeug HALO (High Altitude and LOng range research aircraft) eine neue leistungsfähige Messplattform für die Erdsystemforschung zur Verfügung. Das Flugzeug vom Typ Gulfstream 550 kann eine maximale Flughöhe von 15.500 Metern erreichen, eine Flugstrecke von mehr als 10.000 Kilometern zurücklegen und über 10 Stunden in der Luft bleiben. Je nach Einsatzbedingungen kann HALO eine wissenschaftliche Nutzlast von bis zu 3.000 Kilogramm tragen. HALO ermöglicht weltweite Messungen mit einem breiten Spektrum von Messgeräten. Das DLR in Oberpfaffenhofen ist für den technischen Betrieb von HALO zuständig.