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Technik: Wie totes Wasser Schiffe bremst

Wenn Schiffe in voller Fahrt plötzlich an Geschwindigkeit verlieren und bisweilen sogar wie von Geisterhand zum Stillstand kommen, sind sie vielleicht in sogenanntes Totwasser geraten: Wenn leichteres Süßwasser von abtauenden Gletschern oder aus Flussmündungen sich über das schwere Salzwasser des Meers schiebt, entstehen an der Grenzfläche der beiden Wasserschichten Wellenbewegungen, die ein Schiff abbremsen können. Auf der Oberfläche des Gewässers ist dabei von den Turbulenzen unter Wasser nichts zu sehen. Französische Forscher um Thierry Dauxois von der Universität in Lyon haben das Totwasser-Phänomen nun mit Experimenten in einem Wassertank nachgestellt und gefilmt.

Plexiglaswanne als Versuchsocean

Die Forscher füllten eine drei Meter lange Plexiglaswanne bis zu einem Wasserstand von zwölf Zentimetern mit Salzwasser. Darüber schichteten sie weitere fünf Zentimeter Leitungswasser. Aufgrund seiner geringeren Dichte blieb das mit einem roten Farbstoff gefärbte Leitungswasser oben. Dann zogen sie ein Spielzeugboot über die Wasseroberfläche und beobachteten durch das Plexiglas die Grenzlinie zwischen transparenter Salzwasser- und roter Süßwasserschicht. Nachdem das Boot Fahrt aufnahm, bildete sich an dieser Grenzschicht eine Welle hinter dem Heck. Die Welle vergrößerte sich mit der Zeit und näherte sich dem Schiff. Beim Auftreffen auf das Schiff wurde dieses fast bis zum Stillstand gebremst. Mit dem Aufbranden teilte sich die Welle und das Schiff konnte wieder Fahrt aufnehmen, bis sich der Vorgang wiederholte. Von den Abläufen unter Wasser war auf der Oberfläche nichts zu sehen: Nicht die kleinste Welle kräuselte das Wasser. In einer weiteren Versuchsreihe brachten die Forscher drei Wasserschichten unterschiedlicher Dichte übereinander, wobei sie dasselbe Phänomen beobachteten. Die Ergebnisse hätten daher den Forschern zufolge allgemeine Gültigkeit für unterschiedliche Wasserschichtungen in den Meeren.

Phänomen bereits seit 1893 bekannt

Der norwegische Forschungsreisende Fridtjof Nansen hatte im Jahr 1893 das Phänomen des Totwassers beschrieben. Sein Schiff "Fram", das unter normalen Umständen sieben Knoten (etwa 13 Kilometer pro Stunde) schafft, wurde ohne sichtbaren äußeren Einfluss auf rund 1,5 Knoten abgebremst. Die Forscher um Dauxois hoffen, dass ihre Untersuchungen auch helfen, die Verteilung von Umweltschadstoffen in Ozeanen zu verstehen.

Quelle: New Scientist, Onlinedienst